KR100342415B1 - Low power circuit of standby state using standby power - Google Patents
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Abstract
본 발명은 교류전원을 공급받아 직류전원으로 전환시 스위칭 제어방식에 따른 DC/DC변환 방식을 적용하여 특정 시스템에 직류전원을 공급하는 전원장치에 관한 것으로 특히, DC/DC변환 방식에 따른 주 전원 공급수단과; DC/DC변환 방식을 적용하기 위해 입력되는 교류전원을 정류하는 제 1정류수단을 통해 일정 전압을 입력받아 펄스형태의 저전력 신호를 발생시키는 대기전원 소스부와; 상기 대기전원 소스부의 출력을 유기시키는 펄스신호를 전잘받아 직류전원으로 변환하는 대기전원 발생부; 및 상기 특정 시스템의 동작상태에 따라 소요되는 전류의 량을 검출하여 임계치 이하의 정류를 소비하는 경우 상기 주 전원 공급수단의 동작상태를 오프시키는 전류검출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 대기전원을 이용한 대기상태 초절전 회로를 제공하면 대기상태에서 백 라이트등의 오프동작시 소비전력을 1W미만으로 설정할 수 있으면서도 소음이 발생되지 않는다. 또한, 유럽의 절전기능 강화로 경쟁력을 얻을 수 있으며, 동일한 방식을 용량이 큰 어덥터에 적용시킬 수 있다는 효과가 있다.The present invention relates to a power supply device for supplying DC power to a specific system by applying a DC / DC conversion method according to the switching control method when switching to DC power by receiving AC power, in particular, the main power supply according to the DC / DC conversion method Supply means; A standby power source unit for receiving a predetermined voltage through a first rectifying means for rectifying an AC power input to apply a DC / DC conversion scheme to generate a low power signal in a pulse form; A standby power generator for receiving a pulse signal for inducing the output of the standby power source unit and converting the signal into a DC power source; And a current detecting means for detecting an amount of current required according to an operating state of the specific system to turn off the operating state of the main power supply means when consuming a rectification below a threshold value. By providing the standby power saving circuit, the power consumption can be set to less than 1W when the backlight is turned off in the standby state, but noise is not generated. In addition, it is possible to gain a competitive edge by strengthening the power saving function of Europe, and the same method can be applied to a large capacity adapter.
Description
본 발명은 노트북등에 적용되는 백라이트 전력의 소비를 줄이기 위한 출력전압 레귤레이터 제어회로에 관한 것으로 특히, 블루엔젤(BLUE ANGEL) 규정을 만족시키기 위해 가청주파수 이하로 스위칭 주파수를 떨어뜨려 소음이 발생되는 문제점을 방지하면서도 블루엔젤 규정을 만족시키기 위한 대기전원을 이용한 대기상태 초절전 회로에 관한 것이다.The present invention relates to an output voltage regulator control circuit for reducing the consumption of backlight power applied to a notebook, etc. In particular, in order to satisfy the Blue Angel (BLUE ANGEL) regulations, the noise is generated by dropping the switching frequency below the audio frequency. The present invention relates to a standby state hibernation circuit using a standby power source to satisfy a blue angel regulation while preventing it.
일반적으로, 전자기기의 발전에 힘입어 현대인들은 전자 장비속에 묻혀 산다고하여도 과언이 아닌 정도로 많은 전자기기 또는 전자제품들을 사용하고 있다. 이러한, 전자 기기 또는 제품들은 그 독특한 기능을 수행하기 위해서 구동에 필요한 전원을 구비하고 있어야 하는데, 구동전원의 가장 기본은 상용교류전원이다.In general, thanks to the development of electronic devices, modern people are using as many electronic devices or electronic products as it is no exaggeration to say that they are buried in electronic equipment. Such electronic devices or products must have a power source for driving in order to perform its unique function. The most basic of the driving power source is a commercial AC power source.
즉, 구동전원이 직류전원인 경우에도 배터리만을 사용하는 제품의 경우를 제외하면 실제적으로 상용 교류전원을 입력받아 직류전원으로 변환하여 사용하도록 하는 것이 통상적인데, 노트북 컴퓨터의 LCD 백 라이트로 사용되는 전원부의 통상적인 구조는 첨부한 도 1에 도시되어 있는 바와 같다.That is, even when the driving power source is a DC power source, except for a product using only a battery, it is common to actually receive commercial AC power and convert the DC power into a DC power source. The conventional structure of is as shown in the accompanying FIG.
첨부한 도 1의 구성은 대기전원 상태에서의 라이트 로드에 대응하기 위해 스위칭 로스를 줄이는 방식으로 스위칭 주파수를 정상상태 스위칭 주파수의 50%정도로 줄이는 것이다.The configuration of FIG. 1 is to reduce the switching frequency to about 50% of the steady state switching frequency in a manner of reducing the switching loss to correspond to the light load in the standby power state.
그 동작을 살펴보면, 스위칭 주파수는 참조번호 CT와 전체저항(RT)에 의한 RC시정수로 결정되는데, 정상상태에서 전체저항(RT)은 참조번호 RA와 RB의 병렬연결에 따른 저항값의 연산합으로 나타나며, 대기상태에서 전체저항(RT)은 참조번호 RA의 저항값이 된다.Looking at the operation, the switching frequency according to the reference number C T and the total resistance (R T) the total resistance (R T) is a parallel connection of a reference number R A and R B in is determined by the RC time constant, steady state by It is expressed as the sum of the resistance values. In the standby state, the total resistance R T becomes the resistance value of the reference number R A.
따라서, 첨부한 도 1에서와 같은 종래의 방식에서는 대기상태에서 스위칭 주파수를 정상상태보다 감소시켜 스위칭 로스를 줄임으로써 전체 소비전력을 줄이는 방식이다.Therefore, in the conventional method as shown in FIG. 1, the switching frequency is reduced in the standby state than the normal state, thereby reducing the switching loss, thereby reducing the total power consumption.
그러나, 선진 유럽 규격에서 요구하고 있는 일명 블루엔젤(BLUE ANGEL) 즉, 스탠바이 모드시 3와트(W) 미만의 저전력 소비 요구 규정을 만족시키기에는 많은 문제점이 있으며, 현재까지 알려진 방식으로는 상기 블루엔젤 규정중 스탠바이 모드시 1와트(W) 미만의 초저전력 소비 요구 규정을 만족시킬만한 기술이 존재하지 않는다.However, there are many problems to satisfy the low power consumption requirement of less than 3 watts in blue mode (ie, BLUE ANGEL), which is required by the advanced European standard. There is no technology in the standby mode to satisfy the ultra low power consumption requirement of less than 1 watt (W).
더욱이, 스위칭 주파수를 정상상태 스위칭 주파수의 50%정도로 줄이는 것이는 첨부한 도 1의 방식을 적용시 실제적으로는 스탠바이 모드시 3와트(W) 미만의 저전력 소비 요구 규정을 만족실 수 있으나, 가청주파수 이하로 스위칭 주파수를 줄이는 경우 소음이 발생되는 문제점이 발생되기 때문에 스위칭 주파수를 20㎑이하로는 줄일 수 없기 때문에 소비전력을 줄이는데 한계가 있다는 것이 문제점으로 제시되었다.Furthermore, reducing the switching frequency to about 50% of the steady state switching frequency may meet the requirement of low power consumption of less than 3 watts (W) in standby mode in practice with the method of FIG. If the switching frequency is reduced to less than the noise is generated because the switching frequency can not be reduced to less than 20kHz has been proposed as a problem in reducing the power consumption.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 노트북등에 적용되는 백라이트 전력의 소비를 블루엔젤(BLUE ANGEL) 규정에 만족시키면서도 종래 기술에서 블루엔젤 규정을 만족시키기 위해 가청주파수 이하로 스위칭 주파수를 떨어뜨려 소음이 발생되는 문제점을 방지할 수 있는 대기전원을 이용한 대기상태 초절전 회로를 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to reduce the switching frequency below the audible frequency in order to satisfy the blue angel regulation in the prior art while satisfying the blue angel (BLUE ANGEL) regulation of the consumption of backlight power applied to notebooks. It is to provide a standby state ultra-power saving circuit using the standby power source that can prevent the problem of noise generated by falling.
도 1은 종래 노트북 컴퓨터의 LCD 백 라이트로 사용되는 전원부의 구성중 대기전원과 정상정원을 공급하는 부분의 통상적인 구조,1 is a typical structure of a part for supplying standby power and a normal garden in the configuration of the power supply unit used as the LCD backlight of a conventional notebook computer,
도 2는 본 발명에 따른 대기전원을 이용한 대기상태 초절전 회로.2 is a standby state ultra-power saving circuit using standby power according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : RFI필터 2A, 2B : 정류부1: RFI filter 2A, 2B: rectifier
3 : 스위칭부 TM : 메인 트랜스포머3: switching unit TM: main transformer
6 : 전류 검출부 5 : 구동전압 공급부6 current detection unit 5 driving voltage supply unit
SW1 : 스위치 7 : 메인전원 제어부SW1: Switch 7: Main Power Control Unit
8 : 대기전원 제어부 TS : 서브 트랜스포머8: standby power control unit TS: sub-transformer
9 : 대기전원 공급부 10a, 10B : 에러신호 증폭부9: standby power supply unit 10a, 10B: error signal amplification unit
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 교류전원을 공급받아 직류전원으로 전환시 스위칭 제어방식에 따른 DC/DC변환 방식을 적용하여 특정 시스템에 직류전원을 공급하는 전원장치에 있어서, DC/DC변환 방식에 따른 주 전원 공급수단과; DC/DC변환 방식을 적용하기 위해 입력되는 교류전원을 정류하는 제 1정류수단을 통해 일정 전압을 입력받아 펄스형태의 저전력 신호를 발생시키는 대기전원 소스부와; 상기 대기전원 소스부의 출력을 유기시키는 펄스신호를 전잘받아 직류전원으로 변환하는 대기전원 발생부; 및 상기 특정 시스템의 동작상태에 따라 소요되는 전류의 량을 검출하여 임계치 이하의 정류를 소비하는 경우 상기 주 전원 공급수단의 동작상태를 오프시키는 전류검출수단을 포함하는 데 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is, in the power supply for supplying DC power to a specific system by applying a DC / DC conversion method according to the switching control method when switching to DC power supplied with AC power, DC / Main power supply means according to a DC conversion method; A standby power source unit for receiving a predetermined voltage through a first rectifying means for rectifying an AC power input to apply a DC / DC conversion scheme to generate a low power signal in a pulse form; A standby power generator for receiving a pulse signal for inducing the output of the standby power source unit and converting the signal into a DC power source; And current detecting means for detecting an amount of current required according to an operating state of the specific system to turn off the operating state of the main power supply means when consuming a rectification below a threshold value.
본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.
우선, 본 발명에서 적용하고자 하는 기술적 사상을 간략히 살펴보면, 종래 기술에서는 하나의 전원 상태에서 정상상태의 전원공급과 대기상태에서의 전원공급을 모두 처리하기 때문에 대기상태에서의 소비전력을 줄이거나 소음을 방지하는데 문제점이 발생되는 것이므로, 본 발명에서는 정상상태에서의 전원공급을 위한 메인 전원과 대기상태에서의 전원공급을 위한 대기 전원으로 나누어 설계하도록 한다는데 있다.First, a brief description of the technical idea to be applied in the present invention, because the prior art processes both the power supply in the normal state and the power supply in the standby state in one power state to reduce the power consumption in the standby state or to reduce the noise In order to prevent problems, the present invention is to divide the design into a main power supply for the power supply in the normal state and standby power supply for the power supply in the standby state.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
첨부한 도 2는 본 발명에 따른 대기전원을 이용한 대기상태 초절전 회로의구성 예시도로서, 크게 메인 전원 공급부와 서브 전원 공급부로 구분된다.2 is a diagram illustrating a configuration of a standby power saving circuit using a standby power source according to the present invention, and is largely divided into a main power supply unit and a sub power supply unit.
상기 메인 전원 공급부는 RFI필터(1)를 통해 입력되는 교류전원으로부터 노이즈를 제거한후 정류하여 출력하는 제 1정류부(2A)와, 상기 제 1정류부(2A)에서 출력되는 직류전원을 입력되는 제어신호에 의해 스위칭하여 펄스형태의 교류로 변환하는 스위칭부(3)와, 상기 스위칭부(3)를 통해 변환되어진 펄스형태의 전원을 1차측으로 입력받아 2차측으로 유기전압을 송출하는 메인 트랜스포머(TM)와, 상기 메인 트랜스포머(TM)의 2차측으로 유기되어진 교류성분의 전압을 정류하는 제 2정류부(2B)와, 상기 제 2정류부(2B)를 통해 정류되어지는 전압에 의해 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부(6)와, 상기 메인 트랜스포머(TM)의 1차측 코일과 별도로 1차측에 연결되어 있는 서브 코일을 통해 시스템의 구동전원을 생성시키는 구동전압 공급부(5)와, 상기 전류 검출부(6)의 출력신호의 상태에 따라 온오프 동작하며 오프동작시 상기 구동전압 공급부(5)에서 출력되는 구동전압의 전달경로를 폐쇄하는 제 1스위치(SW1)와, 상기 제 1스위치(SW1)의 온동작시에 한하여 상기 구동전압 공급부(5)에서 출력되는 구동전압을 입력받아 상기 스위칭부(3)의 동작을 제어하는 메인전원 제어부(7)로 구성된다.The main power supply unit removes the noise from the AC power input through the RFI filter 1, rectifies and outputs the first rectifying unit 2A and the control signal inputs the DC power output from the first rectifying unit 2A. By the switching unit 3 for switching to the alternating current in the form of a pulse, and the main transformer (TM) for receiving the pulse-type power converted through the switching unit 3 to the primary side and transmitting the induced voltage to the secondary side. ), A second rectifying part 2B for rectifying the voltage of the AC component induced to the secondary side of the main transformer TM, and a current flowing by the voltage rectified through the second rectifying part 2B. A drive voltage supply unit 5 for generating drive power of the system through a current detector 6, a sub coil connected to the primary side separately from the primary coil of the main transformer TM, and the current detector 6; of On-off operation according to the state of the output signal and during the off-operation of the first switch (SW1) for closing the transmission path of the drive voltage output from the drive voltage supply unit 5, and during the on operation of the first switch (SW1) The main power control unit 7 receives the driving voltage output from the driving voltage supply unit 5 and controls the operation of the switching unit 3.
또한, 서브 전원 공급부는 상기 제 1정류부(2A)를 경유하는 전원을 입력받아 대기전원 발생여부를 제어하는 대기전원 제어부(8)와, 상기 대기전원 제어부(8)에서 발생되는 펄스형 제어신호를 1차측으로 입력받아 2차측으로 유기전압을 송출하는 서브 트랜스포머(TS)와, 상기 서브 트랜스포머(TS)의 2차측으로 유기되어진 교류성분의 전압을 정류하는 대기전원 공급부(9)로 구성되어 있다.In addition, the sub power supply unit receives a power supply via the first rectifying unit 2A and receives a standby power control unit 8 for controlling whether standby power is generated, and a pulse type control signal generated by the standby power control unit 8. Sub transformer TS for receiving the primary voltage and transmitting the induced voltage to the secondary side, and standby power supply unit 9 for rectifying the voltage of the AC component induced to the secondary side of the sub transformer TS.
상기 메인 전원 공급부와 서브 전원 공급부의 동작은 이하의 설명에서와 같이 동작하는데, 기본적인 사고 방식은, 초기 기동시에는 대기전원을 이용하여 1차적인 전원을 공급한 후 사용자의 사용에 따른 전류의 증가현상이 발생되면 메인 전원측이 동작하게 되어진다. 이후, 슬리핑모드 혹은 대기모드로 진행되면 실제적으로 사용되는 전류의 량이 감소하며 이를 전류 검출부(6)에서 검출함으로써 메인전원의 동작을 차단하고 대기전원만을 동작시키도록 하는 것이다.The operation of the main power supply unit and the sub power supply unit is operated as described below, but the basic way of thinking, the initial increase of the current according to the user's use after supplying the primary power using the standby power at the initial start-up When the phenomenon occurs, the main power supply side is operated. Subsequently, when the battery enters the sleep mode or the standby mode, the amount of current actually used decreases, and the current detection unit 6 detects the current to cut off the operation of the main power and operate only the standby power.
초기 기동시 RFI필터(1)를 통해 노이즈가 제거되어진 교류전원은 제 1정류부(2A)를 통해 정류되어 직류성분으로 변화한다. 이때, 상기 제 1정류부(2A)를 경유하는 전원을 입력받은 대기전원 제어부(8)는 임의의 펄스신호를 발생시키고 그에 따라 서브 트랜스포머(TS)는 1차측으로 입력받은 상기 대기전원 제어부(8)의 출력 펄스신호를 2차측으로 유기시키게 된다. 상기 서브 트랜스포머(TS)의 2차측으로 유기되어진 교류성분의 전원은 대기전원 공급부(9)를 통해 저전력의 DC전원으로 변환되어 출력되어지고 이는 제 2스위치(SW2)의 온동작을 통해 직류전원 공급부(4)에 전달되어진다.The AC power source from which the noise is removed through the RFI filter 1 at the initial startup is rectified through the first rectifying unit 2A to change into DC component. At this time, the standby power control unit 8 that receives the power supply via the first rectifying unit 2A generates an arbitrary pulse signal and accordingly, the sub-transformer TS receives the standby power control unit 8 input to the primary side. The output pulse signal of is induced to the secondary side. The power of the AC component induced in the secondary side of the sub-transformer TS is converted into a low power DC power through the standby power supply unit 9 and outputted, and this is supplied through the ON operation of the second switch SW2. Is delivered to (4).
이후, 정상상태에 도달하게 되면 상기 제 1정류부(2A)에서 출력되는 직류전원은 스위칭부(3)를 통해 펄스형태의 교류로 변환되어 메인 트랜스포머(TM)의 1차측으로 전달되어진다. 상기 메인 트랜스포머(TM)는 1차측에 입력받은 전원을 2차측으로 유기시켜 출력하고, 상기 메인 트랜스포머(TM)의 2차측으로 유기되어진 교류성분의 전압은 제 2정류부(2B)를 통해 정류되어 직류전원 공급부(4)에 공급되어 진다.After that, when the steady state is reached, the DC power output from the first rectifying unit 2A is converted into an alternating current in the form of a pulse through the switching unit 3 and transferred to the primary side of the main transformer TM. The main transformer (TM) is induced by outputting the power input to the primary side to the secondary side, and the voltage of the AC component induced to the secondary side of the main transformer (TM) is rectified through the second rectifier (2B) DC It is supplied to the power supply 4.
따라서, 상기 제 2정류부(2B)를 통해 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부(6)에서는 제 1논리 상태의 신호가 발생되어짐으로써 구동전압 공급부(5)에서 발생되는 구동전압이 제 1스위치(SW1)를 통해 상기 스위칭부(3)의 동작을 제어하는 메인전원 제어부(7)로 공급된다. 이때, 상기 제 1스위치(SW1)의 동작상태는 온동작상태이다.Therefore, in the current detection unit 6 which detects the current flowing through the second rectifying unit 2B, a signal in the first logical state is generated, so that the driving voltage generated by the driving voltage supply unit 5 is generated by the first switch SW1. It is supplied to the main power control unit 7 for controlling the operation of the switching unit 3 through. At this time, the operation state of the first switch SW1 is an on operation state.
반면에, 대기상태에서는 상기 제 2정류부(2B)를 통해 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부(6)에서는 제 2논리 상태의 신호가 발생되어짐으로써 구동전압 공급부(5)에서 발생되는 구동전압이 제 1스위치(SW1)를 통해 상기 스위칭부(3)의 동작을 제어하는 메인전원 제어부(7)로 공급되지 못하게 된다. 즉, 상기 제 1스위치(SW1)의 동작상태는 오프동작상태이다.On the other hand, in the standby state, the current detection unit 6 which detects the current flowing through the second rectifying unit 2B generates a signal in the second logical state, so that the driving voltage generated by the driving voltage supply unit 5 is first. It is prevented from being supplied to the main power control unit 7 controlling the operation of the switching unit 3 through the switch SW1. That is, the operation state of the first switch SW1 is an off operation state.
따라서, 메인전원 제어부(7)가 동작하지 못하기 때문에 상기 제 2정류부(2B)를 통해 출력되는 전압은 존재하지 못하게되며, 그에 따라 상기 대기전원 공급부(9)를 통해 저전력의 DC전원만이 상기 제 2스위치(SW2)의 온동작을 통해 직류전원 공급부(4)에 전달되어진다.Therefore, since the main power control unit 7 does not operate, the voltage output through the second rectifying unit 2B does not exist, and accordingly, only the low power DC power through the standby power supply unit 9 The second switch SW2 is transmitted to the DC power supply 4 through the ON operation.
이와 같은 본 발명의 적용시 소비전력의 절감 효과를 종래기술과 비교하여 보면 아래의 표 1과 같다.Compared with the prior art, the effect of reducing power consumption when applying the present invention is as shown in Table 1 below.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments thereof, it will be appreciated that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the claims. Anyone who owns it can easily find out.
상술한 바와 같이 동작하는 본 발명에 따른 대기전원을 이용한 대기상태 초절전 회로를 제공하면, 대기상태에서 백 라이트등의 오프동작시 소비전력을 1W미만으로 설정할 수 있으면서도 소음이 발생되지 않는다. 또한, 유럽의 절전기능 강화로 경쟁력을 얻을 수 있으며, 동일한 방식을 용량이 큰 어덥터에 적용시킬 수 있다는 효과가 있다.When the standby power saving circuit using the standby power supply according to the present invention operates as described above, the power consumption can be set to less than 1W during the off operation of the backlight in the standby state, but noise is not generated. In addition, it is possible to gain a competitive edge by strengthening the power saving function of Europe, and the same method can be applied to a large capacity adapter.
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